JPH01217721A - 磁気デイスク記憶システムの異常動作検出方法 - Google Patents

磁気デイスク記憶システムの異常動作検出方法

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JPH01217721A
JPH01217721A JP63318672A JP31867288A JPH01217721A JP H01217721 A JPH01217721 A JP H01217721A JP 63318672 A JP63318672 A JP 63318672A JP 31867288 A JP31867288 A JP 31867288A JP H01217721 A JPH01217721 A JP H01217721A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 この発明は、媒体が動作速度で動いているときに読取り
/書込み変換器がその媒体上を飛翔するタイプの可動記
憶(moving storage)装置に関し、より
詳しくは、そのような可動記憶装置の異常動作を検出す
るための方法に関する。
B、従来技術 高速データ処理システムにおいては、大規模記憶容量が
必要であるために磁気ディスクが採用されている。これ
においては、−Mに磁気ヘッドと呼ばれる磁気変換器に
よってディスク上でデータが読み書きされる。磁気ヘッ
ドは、ディスクのトラック上の検索及び記憶の間にディ
スク上に位置付けられる。磁気ディスク上でより高密度
の記憶が要求され、これによりディスク上に配列された
より微細なトラック上により多くのデータを読み書きす
る必要性が生じてきた。
より高いデータ密度を達成するためには、より狭い変換
ギャップと、飛翔高さと呼ばれる、磁気変換器とディス
ク記録平面の間のより小さい隙間または間隔が必要であ
る。高いデータ密度でデータを信頼性を維持しつつ記録
し読み取るために必要な程度にこの飛翔高さを小さく保
つことが一層困難になってきている。
信頼性を維持しつつ高いデータ密度でデータを読み書き
するように設計されたシステムの正常動作においては、
磁気ヘッド・スライダが、ディスク表面から空気のベア
リング(air bearing)により数分の1ミク
ロンだけ離れて飛翔する。よって、ヘッドが異常な飛翔
特性を呈するなら、ヘッドとディスクの間の界面が維持
されなくなり、記録データの損失につながる損害につな
がりかねない。
この問題に取り組もうと試る従来技術は、磁気ヘッドの
飛翔高さを検出するための方法及び装置にその努力を傾
注してきた。しかし、従来技術は、現在使用されている
設計構造の必要条件をみたすために要求される精度を達
成することができなかった。
この欠点は、1986年8月15日に出願された、本出
願人に係る米国特許出願897180号により克服され
た。しかし、つかの間の状態が、最終的にヘッドとディ
スクの界面を破壊するようなヘッドとディスク間の相互
作用をもたらすことがあることが知られている。従来技
術によれば、そのような相互作用の監視は、短い期間し
か行うことができない、というのは、そのような監視に
は、ヘッドをして特殊なデータ・トラック上飛翔させる
ことが必要であり、よってその間記憶システムにデータ
を記録したり検索したりすることができなくなるからで
ある。
また、従来技術は、システムがデータの記録及び検索に
使用されている間の異常なヘッドとディスク間の動作の
履歴を検出するための方法及び装置を提示していない。
C0発明が解決しようとする問題点 本発明の主要な目的は、システムがデータの記録及び検
索に使用されている間に、ヘッドとディスク間の異常な
動作の履歴を検出するための方法を提供することにある
D0問題点を解決するための手段 本発明によれば、磁気ディスク記録システム中の異常動
作を検出するための方法が提供される。
この方法は、システムの動作の間は通常再書込みされる
ことがないディスク上の各トラックの予定の領域からデ
ータを読み取り、読取り信号を発生し、1つのトラック
から読み取られた信号の振幅をディスク上の別のトラッ
クから読み取られた信号の振幅と比較し、その比較が予
定のレベルを超える変位を呈するとき警報条件をセット
、し、その警報条件に応答して、磁気ディスク記憶シス
テムに実際に障害があられれる前に何らかの補正動作を
行うようにするものである。
特定の実施例では、1つのトラックから読み取られた信
号の振幅と、その隣りのトラックから読み取られた信号
の振幅が比較され、複数のトラックから読み取られた信
号の振幅が、その隣りのトラックから読み取られたトラ
ックからの信号からの信号の振幅とは予定の量だけ異な
るときに警報条件が発生される。
E、実施例 本発明は、第1図に図式的に示すような磁気ディスク装
置に適用されるものとして説明される。
第1図に示す慣用的な磁気ディスク・ファイルにおいて
は、ディスク10,12及び14などの複数の剛性回転
ディスクがスピンドル16に支持され、ディスク駆動モ
ータ18によって回転される。各ディスク上の磁気記録
媒体は、ディスク1Oに示すように、内側データ帯域2
2と外側データ帯域24をもつ環状パターンの同心デー
タ・トラックの形式をもつ。
ディスクが回転するとき、スライダ26が半径方向に内
または外に移動し、これによりヘッドはデータを含むデ
ィスク平面の異なる部分にアクセスすることができる。
各スライダ26は1つまたはそれ以上の読取り/書込み
ヘッドを支持し、サスペンション30によってアクチュ
エータ・アーム28に取付けられている。このサスペン
ション30が、スライダ26をディスク表面に対して偏
位させるわずかな弾性力を与える。各アクチュエータ・
アーム28は、ボイス・コイル・モータ(VCM)32
に接続されている。VCMは一定磁場内で可動なコイル
であり、そのコイルの移動の方向と速度が、供給電流に
よって制御される。
ディスク・ファイルの動作の間、ディスクの回転により
スライダとディスク表面の間に空気ベアリングをつくり
出す。この空気ベアリングがサスペンションのわずかな
弾性力と平衡して動作の間スイラダをディスク表面から
れずかに離隔するように支持する。
上述の典型的なディスク・ファイルの説明は、単なる例
にすぎないことに注意されたい、すなわち、ディスク・
ファイルはより多数のディスク及びVCMを有していて
もよく、各VCMが多数のスライダを支持していてもよ
い。本発明の、磁気ディスク記憶システムの異常動作検
出方法は、スライダが、動作速度にある記憶媒体上を飛
翔するタイプのものであるならどのような可動記憶装置
にも適用可能である。
ディスク・ファイルのさまざまな素子は、動作時に、内
部クロック信号と、論理制御回路と、記憶装置とマイク
ロプロセッサとを有する制御ユニット34によって発生
される信号により制御される。制御ユニット34は、ラ
イン36上のモータ制御信号及びライン38上の位置制
御信号などの、さまざまなディスク・ファイル動作制御
のための制御信号を発生する。ライン38上の制御信号
は選択されたスライダ26を関連するディスク上の所望
のトラックに最適に移動させるための所望の電流プロフ
ィールを与える。
第2図に示すように、スライダ26a及び26bは、複
数のデータ・トラック46及び48または進入(lan
ding)ゾーンを構成する1つまたはそれ以上のトラ
ック42及び44に初期的に位置するように、位置決め
される0本発明によれば、復唱(readback)信
号を得るためにディスク上の選択されたトラックの予定
の領域からデータが読み取られる。好適には、この予定
の領域とはシステムの動作の間に通常再書込されない領
域であって、これについては後で詳しく説明する。記録
媒体を横切る各トラック毎の読取信号の振幅が次に比較
される。そして、隣接トラックのデータの振幅が選択さ
れた値よりも大きい量変化したとき、警報条件がセット
される。
第3図には、よく知られたカウント・キー・データ・フ
ォーマットで記録されたトラック上のデータのフォーマ
ットが示されている。この場合、インデックス点がトラ
ックの物理的開始点を示し、このインデックス点は、ギ
ャップによってホーム・アドレス(HA)フィールドか
ら離隔されている。HAフィールドはそのトラックの位
置とそのトラックの状態を決定する。HAの後の最初の
レコードは、トラックについての情報が記録されてなる
トラック・ディスクリブタ・レコード(RO)である。
そのトラック上で1つまたはそれ以上のデータ・レコー
ド(R,ないしR,)がROに続く。よく知られた18
Mオペレーティング・システムを使用するとき、通常の
システム動作の間にHAフィールドにもROフィールド
にも再書込みがなされることはなく、従って本発明の特
定の実施例ではHA及びROフィールドが読取られる。
本発明は、固定ブロック・アーキテクチャなどの他のデ
ータ・フォーマット、及びブロックID1ギヤツプ・フ
ィールド、サーボ情報などの他の非再書込領域にも適用
できる。これらのフォーマットは、マリリン・ボール(
Marilyn Bohl)著、サイエンス・リサーチ
・アソシェイッ社(ScienceResearch 
As5ociates、 Inc、)刊の、rIBM直
接アクセス記憶装置入門(Introduction 
to I BMDirect Access Stor
age Devices) Jと題する刊行物に詳しく
説明されている。
本発明によれば、動作中の磁気ディスク記憶システム中
のすべての磁気ヘッドの動作特性を検出するための方法
が与えられる。この方法を使用することは、制御ユニッ
ト34(第1図)によって発生されるテストHDI信号
によって呼び出される。本発明によれば、復唱信号が、
制御ユニット34からのテストHDI信号の制御のもと
てHD!テスト手段49にも入力される。この方法の理
論的根拠は、記録媒体表面上の残留モーメントが復唱信
号を与えるということである。すなわち、もし磁性媒体
に応力が加えられているなら、残留磁化を減少させる領
域を切換えることによって、減磁基が蓄積エネルギを減
少させることがある。
こうして、ヘッドの衝撃にさらされる媒体の領域はその
残留基を減少され、このことが復唱信号の減少として観
察されることになる。磁気ディスク・コーティングの一
部を除去することはモーメントの一層の減少につながる
これらの要因が、磁気ディスク耐用検査方法の基礎を与
え、この方法は入力として復唱信号データを取込み、ヘ
ッドとディスクの界面が「正常」であるか「異常」であ
るかを示す出力を与えるのである。もしシステムが異常
な摩耗を呈するなら、警報信号が発生される。警報信号
はまた、トラックからトラックへの復唱信号の振幅の不
明確さを呈するトラック・オフセットの問題に対しても
発生され得る。そして、その警報信号に応答して、実際
に磁気ディスク記憶システムの故障状態が生じる前に選
択された修正操作をとることができる。
この修正操作とは例えば、カスタマ・エンジニアに、デ
ータを別の場所にコピーするように通知するために、デ
ィスク・ファイルを閉鎖することである。
本発明の方法は、例えばHAフィールドなどの通常再書
込みされないトラックの領域を読取ることに基づく。こ
の読取は、磁気ディスクの各データ表面の各データトラ
ックごとに反復される。そして、成るトラック上の読み
取りデータのその隣接トラック上の読み取りデータに対
する振幅の減少が、ディスクの摩耗または磁化の損失を
表す。
また、振幅対半径のパターンから、いままでのヘッドと
ディスクの界面についての情報を決定することができる
。本発明を実施するために必要なステップは、トラック
・ゼロをシークし、ヘッドの読取を有効化し、HAフィ
ールドの平均振幅を読取り、あとの解析のためにその振
幅を記憶することである。あるいは、成るシリンダの全
てのヘッドに対してデータの収集を行ない、次のシリン
ダヘシークし、このようにして全てのヘッドと全てのト
ラックについてデータの収集を継続することもできる。
蓄積されたデータは、特定の複数の異常動作を検出する
ために、様々な方法で解析することができる。なお、そ
の解析方法については、後で詳述する。本発明を実施す
るための特定の実施例装置のブロック図が、第4図に示
されている。
これにおいて、修正読み取り検出器50が、読取チャネ
ル35(第1図)にある自動利得制御回路に至る前に採
取された復唱信号のエンベロープを与える。このエンベ
ロープ信号は、積分回路52とトリガ回路54の両方に
入力される。トリガ回路54は、タイミング発生器5G
に入力されるトリガ信号を発生する。タイミング発生器
56は、積分回路52、アナログ/ディジタル変換器(
ADC)56、およびプロセッサ60の動作を調整する
タイミング信号を発生する。タイミング発生器56はま
た、復唱信号エンベロープの積分が継続される期間を制
御するために、積分回路52に入力される。この積分値
は、タイミング信号の制御のもとてADC5Bでディジ
タル形式に変換され、プロセッサ60の制御のもとで記
憶される。
このとき、制御ユニット34にあるマイクロプロセッサ
をプロセッサ60として使用してもよいし、IBM  
PCなどの専用プロセッサを使用してもよい、この場合
、プロセッサ60から特殊なインターフェース62を介
して、例えば制御ユニット34にコマンドが送られる。
こうして全てのトラックと全てのヘッドのデータが記憶
されると、このデータは、全体のシステムに影響を及ぼ
す恐れのある様々な異常状態についてチエツクするため
に様々な方法で処理することができる。データは、例え
ば第5図に示すような形式でプロットすることもでき、
そこでは隣接トラックの復唱信号の振幅が順次プロット
されている。これは正常状態のプロットであり、そこで
は、磁気ディスクの内径と外径での飛翔高さの差異に起
因する有限の傾斜が見て取れよう、この差異は、径が異
なると磁束の変化率が異なる等の要因によるものである
。この正常な傾斜は、新しく組立てられた記憶装置のサ
ンプルから得られた統計によって決定されたものである
第6図には、異常な傾斜が示されている。このとき、復
唱信号の振幅と半径の間の線形的な適合関係が計算され
、そのラインの傾斜が決定される。
そして、その傾斜が、上記正常な範囲外であるなら、ヘ
ッドとディスクの間の界面は異常であると診断される。
第6図のプロットにおいては、傾斜が異常に小さく、こ
のことは前述した1つないしそれ以上の要因により引き
起こされたものである。
第7図には、更に別の傾斜がプロットされている。
このプロットを処理するためには、信号振幅と半径に対
するプロットの最良の適合2次曲線が計算される。これ
はデータを平滑化させるための簡単な方法であるが、他
の方法を使用することもできる。個々の値は、この平滑
されたデータに比較され、K本の連続するトラック(K
は例えば2ないし20の範囲にある)上の測定値が平滑
化された値から著しく(例えば15%)変位するなら、
ヘッドとディスクの間の界面が異常であると診断される
。この状態の可能な原因としては、磁気歪の不均一作用
による信号の欠損またはディスク表面からの磁性材料の
摩耗がある。
第8図に示されている方法は、スライダ26の寸法およ
び形状と、磁気読取素子が1つのレールに取りつけられ
よってスライダの端縁にあるという事実を利用したもの
である。これらの特性により、1つのレールしか飛翔し
ないディスク表面上の部分が存在する。というのは、他
のレールは、アクセス機構によってその部分上を飛翔す
ることを禁止されるからである。データ処理においては
、スライダの単一レールによって上方を飛翔されるN本
のトラック上の平均信号振幅が、両レールによって飛翔
される隣接するN本のトラック上の平均信号振幅によっ
て割り算される。このようにして得られた比は、新規に
組立てられた記憶装置から得られたその比と比較される
。そしてその比が正常範囲外であるなら、ディスクとヘ
ッドの界面は異常であると判断される。すなわち、異常
に高い比の値は、第2のレールとの相互作用によって引
き起こされた信号振幅の減少を示す。第8図のプロット
においては、段差63によって成る異常動作が示されて
いる。第9図には、更に別の方法が示されており、この
方法は、アクチュエータが単一の位置にある間のヘッド
全体からのデータを比較するものである。そして、同一
の位置にあるヘッドの多く〜またはすべてで信号振幅の
減少が見出されたなら、このことは、その位置における
サーボ・ヘッドのデータに問題があることを示す。
二の状態は、第9図の矢印64で示された共通シリンダ
上で観察され、そこでは、このトラックにある全てのヘ
ッドからの信号の振幅が減少している。第10図のプロ
ットで示されている方法は、1つのヘッドの下での測定
データの変化を利用する。このデータ値の列は、外側ト
ラックから内側トラックへ順に取得されたものである。
この値の列は、標準的な方法を用いて平滑化される。次
に、その平滑化された値からのデータ列の偏差が、例え
ば実測値と平滑値の差の2乗を加算することによって得
られる。そして、この値の大きさが正常の値の範囲を越
えているなら、このことはトラック・オフセットに問題
があることを示す。このことは、慣用的な方法よりも高
速でトラック・オフセットを検出する方法を提供し、そ
の方法を実施する装置も慣用的な方法よりも簡単である
。第1O図に示すプロットは、結果の値に過剰な変化が
あることを示す。
F3発明の詳細 な説明したように、この発明の方法によれば、トラック
とヘッドの間の異常が、簡単な構成で高速に検出される
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明が適用されるディスク・ファイル構成
の概要ブロック図、 第2図は、ディスク表面に対するアクセス機構を示す図
、 第3図は、磁気ディスク上のトラック・フォーマットの
例を示す図、 第4図は、磁気ディスク記憶システムの異常動作を検出
するための回路構成のブロック図、第5図ないし第1O
図は、トラックに対する復唱信号の測定値のプロットを
示す図である。 出願人  インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人  弁理士  山  本  仁  朗(781石
) トラック場号 v 8 図 トラ・ツクe 篤 5 口 トう、7沓号 )16 固 トラ−5り骨子 ¥ 7 四] ¥ 10  口 篤9 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) (a)復唱信号を得るために、システム動作の間に通常
    再書き込みされない磁気ディスク上の各トラックの予定
    の領域からデータを読取り、 (b)磁気ディスク上の各トラックごとに、1つのトラ
    ックから読み取られた復唱信号の振幅を、別のトラック
    から読み取られた復唱信号の振幅と比較し、 (c)上記比較が予定のレベルの変位を示唆するなら警
    報条件をセットし、該警報条件に応答して、磁気ディス
    ク記憶システム中に実際の故障が生じる前になんらかの
    補正走査を取りうるようにする段階を有する、 磁気ディスク記憶システムの異常動作検出方法。
  2. (2) (a)復唱信号を得るために、システム動作の間に通常
    再書き込みされない磁気ディスク上の各トラックの予定
    の領域からデータを読取り、 (b)予定の数のトラックに対応する上記復唱信号の振
    幅を記憶し、 (c)上記予定の数のトラックに対応する復唱信号の振
    幅を処理して処理された振幅を得、 (d)1つのトラックから読み取られた復唱信号の振幅
    を、上記処理された振幅と比較し、 (e)上記比較が予定のレベルの変位を示唆するなら警
    報条件をセットし、該警報条件に応答して、磁気ディス
    ク記憶システム中に実際の故障が生じる前になんらかの
    補正走査を取りうるようにする段階を有する、 磁気ディスク記憶システムの異常動作検出方法。
  3. (3) (a)復唱信号を得るために、システム動作の間に通常
    再書き込みされない磁気ディスク上の各トラックの予定
    の領域からデータを読取り、 (b)予定の数のトラックに対応する上記復唱信号の振
    幅を記憶し、 (c)上記予定の数のトラックに対応する復唱信号の振
    幅を処理して処理された振幅を得、 (d)上記振幅と上記処理された振幅とを更に処理して
    合計値を得、 (e)上記合計値が予定のレベルを超えるなら警報条件
    をセットし、該警報条件に応答して、磁気ディスク記憶
    システム中に実際の故障が生じる前になんらかの補正走
    査を取りうるようにする段階を有する、 磁気ディスク記憶システムの異常動作検出方法。
JP63318672A 1988-01-14 1988-12-19 磁気デイスク記憶システムの異常動作検出方法 Expired - Fee Related JP2720421B2 (ja)

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